Высотные здания Москвы - [27]

Стало быть, для того чтобы придать телу жесткость, отнюдь не обязательно делать его сплошным, - надо найти лишь ту пространственную конструкцию, которая связывает тело в цельную жесткую систему. «Пространственной конструкцией» пустой спичечной коробки являются ее днище, стенки и крышка, взаимно связанные в единое целое.

В фундаментах высотных зданий советские инженеры решили применить конструкцию, пространственная жесткость которой обеспечивалась бы не сплошными, а коробчатыми объемами. Пустотность, коробчатость фундамента сулила огромные преимущества, в первую очередь, благодаря сбережению большого количества материала и сокращению затрат труда.

Как ни заманчивы эти преимущества, овладеть ими было не так-то просто. Скажем прямо: допущенная нами аналогия со спичечной коробкой в действительности дает весьма отдаленное представление о конструктивной сущности коробчатого фундамента. Испытывавшаяся нами спичечная коробка лежала на столе - жестком и прочном основании, а гигантская коробка фундамента должна лежать на слабых, податливых, упругих грунтах. На спичечную коробку мы нажимали пальцем, а на фундамент высотного здания действует давление не только неизмеримо больших, но, что особенно важно, разнообразных нагрузок: в башенной части - одной, в крыльях - другой.

Не приведет ли все это к тому, что под действием больших и неравномерных нагрузок коробка фундамента сомнется так, как сомнется и спичечная коробка, если мы будем давить на нее с большой и неодинаковой в различных местах силой?

Инженерная задача заключалась в том, чтобы коробчатый фундамент высотного здания оставался надежно жестким при всех условиях. Когда сверху на него будут действовать колоссальные и разнохарактерные нагрузки от отдельных частей здания, а снизу под ним будет податливая, «мягкая», упругая постель, - все равно фундамент должен оставаться прочным, жестким, устойчивым и надежным.

Теоретическое обоснование и конструктивный расчет таких коробчатых фундаментов разработаны профессорами Б. Н. Жемочкиным и М. И. Горбуновым-Посадовым. Благодаря этим работам, являющимся замечательным достижением советской строительной науки, высотные здания впервые в строительной практике поставлены на «пустые» коробчатые фундаменты.

О размерах и конструкции таких фундаментов можно судить по следующим примерам. Нижняя железобетонная плита фундамента, простирающаяся на несколько тысяч квадратных метров, имеет толщину примерно в 1 метр. Несколько большую толщину имеет верхняя железобетонная плита. Между этими плитами, соединяя их, вертикально расположены продольные и поперечные железобетонные стенки высотой в 6 - 10 и больше метров и толщиной от 0,6 до 1,5 метра.

Таковы коробчатые фундаменты. Являясь абсолютно жесткими, исключающими возможность каких-либо значительных или неравномерных осадок, они, кроме того, позволили строителям отказаться от устройства так называемых осадочных швов.

Дело в том, что до сих пор большие фундаменты, а вместе с ними и все сооружения обязательно разрезаются по вертикали на отдельные части, для того чтобы в случае неравномерных осадок ни в фундаментах, ни в здании не появлялись перекосы и трещины.

Осадочные швы, в сущности, являются заранее устроенной «искусственной трещиной», позволяющей разрезанному зданию «играть» при неравномерных осадках. Таким образом, разрезка здания осадочными швами служит как бы свидетельством того, что строитель не в силах устранить неравномерные осадки и трещины и заботится лишь о том, чтобы при таких осадках сооружение не пострадало и чтобы в нем вдобавок к искусственно устроенным шзам не появлялось новых трещин.

Жесткая коробчатая конструкция впервые позволила строителю отказаться от этой «дани» неизбежным неравномерным осадкам. При коробчатых фундаментах неравномерные, перекашивающие осадки вообще исключены - их быть не может, а равномерные осадки строителю не страшны. Как мы увидим дальше, он их умеет предвидеть, учитывать и локализовать.

Немаловажным преимуществом коробчатых фундаментов является то, что огромные пустотные пространства их коробок используются как готовые просторные помещения подвалов высотных зданий. В них, в частности, размещаются многие машины и механизмы технических служб.

Таковы важнейшие конструктивные особенности оснований и фундаментов высотных зданий. Не менее значительны технические новшества, внесенные советскими строителями и в производство работ по сооружению подземной части зданий, т. е. по устройству этих оснований и фундаментов. Очень показателен в этом отношении опыт строительства здания гостиницы на Комсомольской площади.

Строителям высотных зданий часто приходилось вступать в тяжелую борьбу с подземными грунтовыми водами. Не миновала эта необходимость и строителей гостиницы на Комсомольской площади, где гидрогеологические условия строительства были крайне неблагоприятны.

Под зданием, на глубине до 8,5 метра, залегает плывун. Так называется грунт, столь обильно насыщенный водой, что работать в нем совершенно невозможно, не говоря уже о том, что невозможно и загружать такой грунт какой-либо тяжестью. Чтобы подготовить надежное основание под фундамент гостиницы, строителям нужно было во что бы то ни стало удалить воду и превратить сметанообразную текучую массу в сухой строительный грунт.